DE2814058A1 - Verfahren und vorrichtung zur korrektur von astigmatismus und koma in einem spektrographen mit ebenem gitter und zwei konkaven spaerischen spiegeln - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur korrektur von astigmatismus und koma in einem spektrographen mit ebenem gitter und zwei konkaven spaerischen spiegeln

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DE2814058A1
DE2814058A1 DE19782814058 DE2814058A DE2814058A1 DE 2814058 A1 DE2814058 A1 DE 2814058A1 DE 19782814058 DE19782814058 DE 19782814058 DE 2814058 A DE2814058 A DE 2814058A DE 2814058 A1 DE2814058 A1 DE 2814058A1
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    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
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    • G01J3/1804—Plane gratings

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Description

PATENTANWÄLTE DR.-ING. H. FINCKE DIPL.-ING. H. BOHR DIPL.-ING. S. STAEGER Patentanwalt· Dr. Fincke · Bohr · Staeger · Müllersir. 31 - BODO München
28Η058
βοοο München s, 3I . März 197«
MOIIer.troße 31
A 944 St/vS/he
Telegramme: Claims München Telex: 523903 claim d
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APPLIED RESEARCH LABORATORIES S.A. Ecublens / Schweiz
Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur von Astigmatismus und Koma in einem Spektrographen mit ebenem Gitter und zwei konkaven sphärischen Spiegeln
Priorität: 4.April 1977 - Schweden
Es sind bereits Spektrographen mit ebenen Beugungsgittern zur Lichtdispersion, d.h. zur Zerlegung des Lichtes in die einzelnen Wellenlängen vorgeschlagen worden. Derartige Spektrographen weisen gewöhnlich zwei konkave Spiegel auf,
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von denen der eine zur Kollimation des durch den Eintrittsspalt des Spektrographen eintretenden Lichtes und der andere zur Fokussierung bzw. Abbildung des vom ebenen Gitter dispergierten Licht in Form eines Spektrums verwendet wird. Sphärische, konkave Spiegel werden deswegen häufig verwendet, weil sie mit der notwendigen Genauigkeit der optisch wirksamen Oberfläche einfach herstellbar sind.
Die Verwendung konkaver Spiegel bedeutet jedoch, daß das einfallende Licht stets einen Winkel bezüglich der Normalen der Spiegeloberfläche bildet, was wiederum zu Aberrationen des Spektrums führt. Die auffälligsten Aberrationen bzw. Abbildungsfehler sind der Astigmatismus und die Koma. Unter Astigmatismus versteht man einen Abbildungsfehler, bei dem eine punktförmige Eintrittsöffnung in der Fokalebene als Linie abgebildet wird. Unter Koma versteht man einen Abbildungsfehler, bei dem ein Punkt asymmetrisch, und zwar mit kometenähnlicher Ausgestaltung abgebildet wird. Bei einem Spektrographen, der auf einer photographischen Platte nur ein eindimensionales-Spektrum abbildet, ist der Astigmatismus nicht besonders störend, da der Astigmatismus lediglich dazu führt, daß das Bild eines Spaltes in der Fokalebene quasi "langgereckt" wird. Koma führt allerdings zu einem verringerten Auflösungsvermögen, da das Bild des Spaltes eine kometenhafte Verformung der Seiten hat, und demgemäß zu einem asymmetrischen Profil der Spektrallinie führt. M. Czerny und A.F.Turner (Z. Phys. 61, 792 (193.0) haben gezeigt, daß die der Koma zuzurechnenden Bildfehler dadurch korrigiert werden können, daß die Spiegel mit einem derartigen Abstand und einer solchen Winkellage angeordnet werden, daß die Aberration des einen Spiegels durch die Aberration des anderen Spiegels aufgehoben wird. Eine derartige Anordnung wird heutzutage in den meisten Spektrographen mit ebenem Gitter und sphärischen Spiegeln verwendet.
Wenn das ebene Gitter ein sogenanntes Echelle-Gitter ist (Spectrochimica Acta 6, 61, (1953), - ein derartiges Gitter erzeugt ein Spektrum mit hohen spektralen Ordnungen - und mit
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einer weiteren, Licht dispergierenden optischen Einheit kombiniert wird, derart, daß dessen Dispersionsrichtung rechtwinkelig zu derjenigen des Echellegitter ist, erhält man auf der Brennebene ein Spektrum, das in untereinander angeordnete Segmente unterteilt ist. Bei einem derartigen Echelle-Spektrographen ist es wichtig, daß das Bild keinen Astigmatismus aufweist, da sich andernfalls die Spektralsegmente überlappen würden.
Weiterhin kann sich der Astigmatismus insbesondere dann nachteilig auswirken, wenn die Brennebene die Photokathode einer Bildröhre ist» da die Photokathode nur eine begrenzte Oberfläche hat. Astigmatismus- und Koma-korrigierte Bilder sind mit teuren, nicht-sphärischen und nur schwer herstellbaren Spiegeln oder durch starke Verringerung der Gittergröße und damit einhergehende6 verringerte Lichtleistung erzielt worden.
Die Erfindung schafft nun ein Astigmatismus- und Koma-korrigiertes Spektrum bei Verwendung eines ebenen Beugungsgitters und sphärischer Spiegel, ohne daß dabei die Gittergröße verringert werden müßte.
Um einen Spektrographen mit einem Eingangsspalt, einem ebenen Beugungsgitter, zwei konkaven,sphärischen Spiegeln und einer Brennebene im Hinblick auf Astigmatismus und Koma zu korrigieren, werden die Krümmungsradien R1 und Rp der beiden konkaven Spiegel, der Abstand r. zwischen dem Eintrittsspalt und dem Mittelpunkt der Reflexionsfläche des ersten Spiegels sowie die relativen Winkellagen des Eintrittsspaltes, des ebenen Gitters, der zwei Spiegel und der Brennebene so gewählt, daß die folgenden, Bedingungen erfüllt sind:
2°Cr< sin2*
2 cos2 CC
cos
2/5
R, 2 2
fce a = (r—) *'n 13C cos ^ ·
2 cos"
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- 10 wobei gilt:
0^s (& » a» t> un(i b sind die Winkel zwischen den verschie- * ac
denen Strahlen und den Normalen der zugeordneten Oberflächen.
Eine genauere Positionierung der Spiegel wird dadurch errdcht, daß die Abstände D. und Dp zwischen dem ersten Spiegel und dem ebenen Gitter sowie zwischen dem ebenen Gitter und dem zweiten Spiegel so gewählt werden, daß folgende Bedingung erfüllt ist:
-1
2 A Z /\
D + l) cos /J + cos Av , 2cos a
cos^OC cos Ot 1
R0 cos b T ^l
I-
. . ab ■
2s ι Ii c«. , Ώ
Vorzugsweise werden <3ie Winkel b. und b„ gleich groß gemacht,
a. C
wobei der Winkel b vorzugsweise so ausgewählt wird, daß er demjenigen Abschnitt auf der Brennebene entspricht, in welchem der Abstand zwischen den Spektralsegmenten minimal ist.
Das ebene Gitter ist vorzugsweise ein sogenanntes Echellegitter. Ferner weist der Spektrograph vorzugsweise wenigstens eine weitere, Licht dispergierende optische Einheit auf,welche in den vom ersten Spiegel zum zweiten Spiegel führenden Strahlengang angeordnet ist. Diese optische Einheit ist vorzugsweise ein sogenanntes Littrow-Prisma. In der Brennebene ist vorzugsweise die Photokathode einer Bildröhre angeordnet. Die Bildröhre selbst ist vorzugsweise an eine Rechenanlage angeschlossen, welche das auf die Photokathode projizierte Spektrum analysiert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der beigefügten schematischen Darstellungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 das Ausführungsbeispiel,
Figur 2 die Beugungsebene eines Echellegitters, Figur 3 die Reflexionsebene des zur Kollimation verwendeten
Spiegels und
Figur 4 die Reflexionsebene des zur Fokussierung verwendeten
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Spiegels.
Beim dargestellten Spektrographen liegen die Reflexionsebenen des Kollimations-Spiegels und des fokussierenden Spiegels rechtwinkelig zur Beugungsebene des Gitters.
Figur 1 stellt eine Projektion des Ausführungsbeispiels in die Beugungsebene des ebenen Gitters dar.
Gemäß Figur 1 trifft das durch einen Eintrittsspalt 10 tretende Licht auf einen sphärischen Sammelspiegel 11, wobei die' Einfallsrichtung durch Pfeile gekennzeichnet ist. Die Normale der denjenigen Punkt der Oberfläche des Sammelspiegels 11 enthaltenden 'Tangentialebene, in dem ein Mittelstrahl 12 auf die Spiegelfläche auftrifft, liegt innerhalb einer Ebene, die zu der Papierebene der Figur 1 rechtwinkelig ist, und ferner den Mittelstrahl 12 enthält. In dieser Reflexionsebene ist die Normale nach unten von der Papierebene gerichtet, wobei das den Eintrittsspalt 10 durchquerende Lichtbündel unter bzw. am Gitter 13 vorbeiführt. Der Sammelspiegel 11 reflektiert das einfallende Licht auf das ebene Beugungsgitter 13, welches die Strahlung nach ihrer Dispersion im wesentlichen zu einem sogenannten Littrow-Prisma 14 bekannter Bauart umlenkt.
Im Prisma 14 findet eine weitere Dispersion in einer zur Papierebene der Figur 1 senkrechten Ebene statt. Das vom Littrow-Prisma
14 ausgehende Licht fällt auf einen sphärischen Konkav-Spiegel 15, der die Strahlung als Spektrum auf die Fokalfläche 16 abbildet. Die Normale zur Tangentialebene der Fläche des Spiegels
15 im Auftreffpunkt eines Mittelstrahles 17 liegt in einer den Mittelstrahl 17 enthaltenden und zur Papierebene der Figur 1 rechtwinkeligen Ebene. Diese Normale ist in der Reflexionsebene bezüglich des vom Prisma 14 ausgehenden Mittelstrahls 17 nach oben gerichtet. Das vom Konkav-Spiegel 15 reflektierte Licht passiert das Prisma 14. Der Auftreffpunkt des Mittelstrahles auf die Fokalfläche 16 ist in Figur 1 mit der Bezugszahl 18 be-
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zeichnet.
In Figur 2 ist das ebene Beugungsgitter 13 dargestellt. Ein vom in Figur 1 dargestellten Kollimatorspiegel 11 in Richtung der Gitterfläche 22 des Beugungsgitters 13 reflektierter Mittelstrahl 20 trifft in der Gittermitte 21 auf das Beugungsgitter
Die Normale zur Gitterfläche 22 ist in Figur 2 mit der Bezugsziffer 23 bezeichnet. Nach der Beugung geht von der Gitterfläche 22 ein Mittelstrahl 2k in Richtung des in Figur 1 dargestellten Littrow-Prismas Ik aus. Der Einfallswinkel zwischen der Normalen 23 und dem einfallenden Mittelstrahl 20 ist mit cL und der Ausfallswinkel zwischen der Normalen 23 und dem vom Beugungsgitter 13 ausgehenden Mittelstreifen 2k ist mit [b bezeichnet. Die durch die Gittermitte 21 der Gitterfläche 22 und die Mittelstrahlen 20 und 2k enthaltende Ebene wird Beugungsebene des Beugungsgitters 13 genannt. In Figur 3 ist der Kollimatorspiegel 11 in seiner Reflexionsr ebene dargestellt.
Der den Eintrittsspalt 10 in Figur 1 durchquerende einfallende Mittelstrahl 30 trifft mittig auf der sphärischen Reflexionsfläche 31 des Kollimatorspiegels 11 in dessen Mittelpunkt 32 auf. Die Normale zur Tangentialebene der Reflexionsfläche 31 im Punkt 32 ist in Figur 3 mit der Bezugszahl 33 bezeichnet. Nach Reflexion im Punkt 32 geht vom Sammelspiegel 11 ein Strahl 3k in Richtung des ebenen Gitters 13 aus (Figur 1). Der Einfallswinkel zwischen dem Mittelstrahl 30 und der Normalen 33 ist mit a bezeichnet; der Ausfallswinkel zwischen dem Strahl 3^ und der Normalen 33 ist ebenso groß wie der Einfallswinkel.
In Figur k ist der fokussierende Konkav-Spiegel 15 (Figur 1) in seiner Reflexionsebene dargestellt. Die Bezugszahl kO bezeichnet einen Mittelstrahl, der im Prisma Ik (Figur 1) abgebeugt und mittig auf die sphärische Reflexionsfläche kl des Spiegels 15 im Mittelpunkt k2 auftrifft. Die Normale zur Tan-
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gentialebene der Reflexionsfläche 41 im Punkt 42 ist in Figur 4 mit der. Bezugszahl 43 bezeichnet. Nach Reflexion im Punkt 42 geht vom Konkav-Spiegel 15 ein Strahl 44 in Richtung der Fokalfläche 16 (Figur 1) aus. Der Einfallswinkel zwischen dem Mittelstrahl 4O und der Normalen 43 ist mit b bezeichnet. Der Ausfallswinkel zwischen dem Ausfallstrahl 44 und der Normalen 43 i3t ebenso groß wie der Einfallswinkel.
In Figur 4 ist ferner ein weiterer, vom Littrow-Prisma 14 ausgehender Strahl 45 dargestellt, der an der Reflexionsfläche im Punkt 46 reflektiert und zur Fokalfläche 16 umgelenkt wird. Der reflektierte Strahl ist in Figur 4 mit der Bezugszahl 47 bezeichnet. Die Normale zur Tangentialebene der Reflexionsfläche 4l im Punkt 46 ist mit der Bezugszahl 48 bezeichnet. Der Winkel zwischen dem Strahl 45 und dieser Normalen ist mit b„ bezeich-
el
net. Der Winkel zwischen dem reflektierten Strahl 47 und dieser Normalen 48 ist ebenso groß wie der Winkel b_. Falls der Abstand r^. des Eintrittsspaltes 10 vom Mittelpunkt 32 der Reflexionsfläche 31 des Kollimatorspiegels 15 folgender Beziehung genügt: R
ΐ 2 οοΛ■ wobei gilt:
R^: Krümmungsradius der Reflexionsfläche 31 und a: Winkel zwischen dem einfallenden Mittelstrahl 30 und der Normalen 33 (Figur 3),
dann sind die auf das Beugungsgitter 13 auftreffenden Strahlen in der Beugungsebene des Beugungsgitters 13 untereinander parallel. Außerdem gilt in diesem Fall, daß alle Strahlen gleicher Wellenlänge nach Dispersion am Beugungsgitter 13 in dieser Ebene untereinander parallel sind.
Weiterhin gilt bekanntlich, daß in der Fokalfläche 16 ein Spektrum erhalten wird, wenn der Abstand r„ zwischen dem Mittelpunkt 42 und der Reflexionsfläche 41 des Konkav-Spiegels 15 und dem Punkt 18 in der Fokalfläche 16 folgender Beziehung genügt:
,809881/0683
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R2
r = 2 t (2)
2 cos bQ
wobei gilt:
Rp : Krümmungsradius der Reflexionsfläche 4l des Konkav-Spiegels 15 und
Einfal
43 (Figur 4).
b : Einfallswinkel zwischen dem Mittelstrahl 40 und der Normalen
Werden der Eintrittspalt 10 und die Fokalfläche 16 entsprechend der bisherigen Beschreibung angeordnet, dann liegen sie im vertikalen Brennpunkt der zugeordneten Spiegel 11 bzw. 15. Weiterhin gilt bekanntlich, daß das Bild des Eintrittsspaltes 10 auf der Fokalfläche 16 den bereits beschriebenen Astigmatismus aufweist.
Wenn der Abstand des Eintrittsspaltes 10 vom Kollimatorspie.gel 11 ein bißchen größer gemacht wird als durch die Gleichung (1) angegeben, dann konvergiert die auf die Gitterfläche 22· des Beugungsgitters 13 auffallende Strahlung ein wenig in der Beugungsebene. Wird dagegen der Abstand r., des Eintrittsspaltes vom'Kollimatorspiegel 11 gegenüber dem durch die Gleichung (1) angegebenen Abstand ein wenig verkleinert, dann divergiert die auf die Gitterfläche 22 des Beugungsgitters 13 auftreffende Strahlung ein wenig in der Beugungsebene.
In beiden Fällen beeinflußt das ebene Beugungsgitter 13 die Abbildungsbedingungen bezüglich der Wiedergabe des Eintrittsspaltes 10 auf der Fokalfläche 16, wenn der Einfallswinkel ^C
ή etwa
und der BeugungswinTtel }3 (Figur 2) gleich sind. Bei geeigneter Anordnung des Eintrittsspaltes 10 bezüglich vorgegebener Werte der Winkel fii, und ßj ist es auf Grund der Erfindung möglich, den Eintrittsspalt 10 auf der Fokalfläche 16 derart abzubilden, daß keift Astigmatismus auftritt. Die Bedingungen für eine derartige Abbildung ergeben sich aus dem folgenden Ausdruck:
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- 15 -_. ,- cos /J COS '~> ι 2 COS a 1 \
2 .
R_ cos Ta 1 2 ^ U1 cos a
Γ1 J
wobei die Größen cL , A ,a, ba, T1, R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben.
Die weitere Größe D1 legt den Abstand zwischen dem Mittelpunkt 32 der Reflexionsfläche 31 des Kollimatorspiegels 11 und dem Mittelpunkt 21 der ßitterflache 22 des Beugungsgitters 13 fest. Die Größe D2 legt die Weglänge fest, welche ein Strahl vom Mittelpunkt 21 der Gitterfläche 22 zurücklegen muß, um im Punkt k6 der Reflexionsfläche 4l des Konkav-Spiegels 15 aufzutreffen. Mit vorgegebenen Werten von OC , Λ , a, b . R. und R0 läßt sich
' CL J- C.
die Größe für r^ ermitteln, wobei T1 die Lage des Eintrittsspaltes 10 bezüglich des Kollimatorspiegels 11 festlegt. Mit denjenigen durch die vorgewählten Größen festgelegten Wellenlängen des Lichtes läßt sich eine Abbildung auf der Fokalfläche 16 erzielen, die frei von Astigmatismus ist.
Häufig sind die Winkel a und bQ sehr klein. In den meisten Fällen
Cl
sind ferner die Größen
'-—?-- 1^" /2 cos a Ix"1
)
1COS a V ^R]-
in der Gleichung (3) erheblich größer als die Faktoren D1 und D, In diesem Fall können die Größen D1 und D2 in der Gleichung (3) vernachlässigt werden, so daß die Gleichung (3) in diesem Fall wie folgt umgeformt werden kann:
2 V>
1 · D(A £O£ I COS
RjCos b Jt^cos a
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Um die oben aufgestellten Gleichungen veranschaulichen zu können, werden im folgenden einige numerischen Werte gegeben:
R= 138O mm, Rp = 994,2 ram, D1 = 578 mm, D2= 976.6 mm, a =
3,516°, B = 3,2°. Einsetzen dieser Größen in Gleichung (3) a
führt zu einem Wert von r = 696,85 mm, während ein Einsetzen in die Gleichung (Ί) zu einem Wert für r.. = 696,74 mm führt. Wird dagegen der Anstand des Eintrittsspaltes 10 mit Hilfe der Gleichung (1) berechnet, so ergibt sich für r.. ein Wert von 691,30 mm. In dem ausgewählten Beispiel wird demnach Astigmatismus dadurch vermieden, daß der Eintrittsspalt 10 um 5j55 mm weiter vom Spiegel 11 als durch die Gleichung (1) angegeben, abgerückt wird. Die auf das Beugungsgitter 13 auftreffenden Strahlen konvergieren in diesem Fall etwas in der Beugungsebene. Ferner is*t;:%rsicht licht, daß das auf Grund der Gleichung (3) gewonnene Ergebnis von dem durch Gleichung (4) gewonnene sich nur um 0,1 mm,- unterscheidet. -· '■■--■""■
Außerdem kann gezeigt werden, daß auch die Koma- fast vollständig beseitigt werden kann, wenn die fraglichen Größen so ausgewählt werden, daß sie der folgenden Bedingungen genügen:
cos
In Gleichung (5) wird absichtlich der Winkel b (Figur 4) ver-
wendet, um sowohl Astigmatismus wie Koma bei unterschiedlichen Reflexionswinkeln an der Reflexionsfläche ^l des Konkavspiegels 15 korrigieren zu können. Die Gleichung (5) gilt jedoch im wesentlichen für kleine Winkelwerte von b , die etwa 5° nicht über steigen. Astigmatismus und Koma verschwinden allerdings bei gleichem Reflexionswinkel an der Reflexionsfläche 41 des Konkavspiegels 15, also wenn b„ = b„ in den Gleichungen (3), (k) und (5) gilt. Um eine Astigmatismus- und Koma-freie Abbildung in vorgegebenen Abschnitten der Fokalfläche 16 erhalten zu können,
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sollten beim Spektrographen die Gleichungen (3) und (4) oder (5) gleichzeitig erfüllt sein. V/erden für den Winkel b der Wert
3,7^ und für die anderen Größen die bereits angegebenen Vierte verwendet, ergibt sich aus Gleichung (5) daß a = 3,52° ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich demnach eine Komafreie Abbildung auf einem Abschnitt der Brennfläche 16, die einem Reflexionswinkel von b = 3,7^° entspricht.
Das in Figur 1 dargestellte Littrow-Prisma l^fcewirkt in bekannter Weise eine Unterteilung des Spektrums auf der Pokalfläche 16 in Segmente derart, daß jedes Segment eine Spektralordnung des Beugungsgitters 13 repräsentiert. Der Abstand zwischen den Spektralsegmenten auf der Fokalfläche 16 kann variieren, und es ist von Vorteil, den Astigmatismus bei einem Reflexionswinkel b„,
der einem Abschnitt auf der Fokalfläche 16 entspricht, bei welchem der.Abstand zwischen den Segmenten minimal ist, zu variieren.
Im Rahmen der Erfindung kann auch das Prisma 14 fortgelassen werden« Die Brennfläche 16 kann eine photographische Platte, ein Film oder die Photokathode einer Bildröhre sein (nicht dargestellt), mit deren Hilfe das Spektralbild bewertet werden kann.
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Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    Verfahren zur Korrektur von Abbildungsfehlern wie Astigmatismus und Koma in einem Spektrographensystem mit einem Eintrittsspalt, einem ebenen Beugungsgitter, zwei konkaven, sphärischen Spiegeln und einer Brennebene, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionswinkel (ajb,, . ) der beiden Spiegel
    3. y D j C
    (11,15) sowie die !,age des Eintrittsspaltes (10) bezüglich des ersten Spiegels (11) so gewählt werden, daß die folgenden mathematischen Beziehungen für wenigstens eine Wellenlänge der dem spektrographischen System zugeführten strahlung gleichzeitig erfüllt sind:
    cos
    -1 Γ . 2 b i 51 η a
    cos
    2A
    1<„ cos
    R cos a
    ι Λ 2 cos (1-cos a
    cos
    /-J J
    R. 2
    sin
    cos
    cos
    809881/0683
    Bonkverbindung ·. Boyer. Vereinsbank München, Konto 620 404 (BLZ 700 202 70) ■ Postscheckkonto: München 280 44-802 (BLZ 700100 80)
    ORIGINAL IMSPECTED
    — ρ —
    wobei eilt:
    r,.: Abstand zwirchon dem Eintrittsspalt (10) und einem Punkt (32) auf der Reflexionsfläche (31) des ersten Spiegels (11),
    a: Winkel zwischen einem vom Eintritbspalt (10) kommenden und im Punkt (32) auf den ersten Spiegel auftreffenden Mittelstrahl (5C)) und einer Normalen (33) zur Tangentialebene der Rei'lexionsflache (3D ira Punkt (32),
    R..: Krümmungsradius der Reflexionsfläche (31) des ersten Spiegels (11),
    QjL: Winkel zwischen dem ersten Strahl (20) und der Normalen (23) der Gitterfläche (22) des ebenen Gitters (13) im Punkt (21),
    ß: Winkel zwischen einem zweiten, im Punkt (21) auf der Beugungsflache (22) gebeugten Strahl (24) und der Normalen (23),
    Rp: Krümmungsraü Lur» der Reflexionsfläche (41) des anderen Spiegels (15),
    b : Winkel zwischen dem Einfallstrahl (40) und einer Normalen
    (43) der Tangentialebene der Reflexionsfläche (4I1) des anderen Spiegels (15) im Auftreffpunkt (42), und
    b : Winkel zwischen einem weiteren, auf die Reflexionsfläche c
    (41) des anderen. Spiegels (15) auftreffenden Strahls (45) und einer Normalen (48) der Tangentialebene der Reflexionsebene (41) des anderen Spiegels (15) im Auftreffpunkt (46).
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    BAD ORIGINAL
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Lage des ebenen Gitters (13) und der beiden konkaven Spiegel (11,15) so gewählt wird, daß folgende Bedingungen erfüllt sind:
    cos '-> cos /3 /2cos a 1 cos~oC cots'" oC 1 1
    2sin 2b
    R cos ba
    -1
    R cos a
    -1
    wobei gilt:
    Weglänge eines vom Punkt (32) der Peflexionsflache (31) des ersten Spiegels (11) ausgehenden und im Punkt (21) auf der Gitterfläche (22) des ebenen Beugungsgitters.(13) auf treffenden Strahles (31O,
    Weglänge eines vom Punkt (21) der Gitterfläche (22) ausgehenden und in Punkt (42) auf der Reflexionsfläche Ul) des anderen Spiegels (15) auftreffenden zweiten Strahles, und
    die anderen Symbole:
    siehe deren Definition in Anspruch 1.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel (b und b ) gleich groß gewählt werden.
    c a
    1I. Verfahren nach einem, der Ansprüche 1 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß als ebenes Beugungsgitter ein sogenanntes Echellegitter gewählt und ferner wenigstens eine weitere, optisch dispergierende Einheit (1*1) in den Strahlengang zwischen
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    -n-
    dem ersten Spiegel (11) und dem anderen Spiegel (15) derart angeordnet wird, daß das auf der Brennebene (16) abgebildete Spektrum in einzelne Segmente unterteilt wird, wobei jedes Segment einer spektralen Ordnung des Echellegitters entspricht.
    5. Verfahren nach Anspruch 1 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß als Brennebene (16) die Photokathode einer Bildröhre mit welcher das Spektrum analysiert werden kann, verwendet wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (b ) so gewählt wird, daß er demjenigen Abschnitt
    Cl
    der Brennebene (16) entspricht, in welchem der Abstand zwischen den Spektralsegmenten minimal ist.
    7. Astigmatismus- und Koma-korrigierter Spektrograph mit einem Eintrittsspalt, einem ersten und einem zweiten konkaven sphärischen Spiegel und einer Brennebene, gekennzeichnet durch einen Abstand(r1) des Eintrittsspaltes (10) vom ersten Spiegel (11),
    einen Krümmungsradius (R1) der Reflexionsfläche (31) des ersten Spiegels (11),
    einen Krümmungsradius (Rp) der Reflexionsfläche (41) des zweiten Spiegels (15), und
    ein ebenes Gitter (13), wobei die Lage- und V/inkelbeZiehungen zwischen dem ebenen Gitter (13) und dem ersten und zweiten Spiegel (11,15) durch folgende Beziehungen gegeben sind:
    — =2(1-
    r1 cos"/? ' I *o <-<>* b.T T R, cos a V -cos a ■ j ( und
    R, 2
    1R^
    R1 2
    tg a = (~) Si11 b cos b C()S
    cos
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    wobei gilt:
    a: Winkel zwischen einem vom Eintrittsspalt (10) kommenden und im Punkt (32) auf den ersten Spiegel auftreffenden Mittelstrahl (30) und einer Normalen (33) zur Tangentialebene der Reflexionsflache (31) im Punkt (32),
    CU Winkel zwischen dem ersten Strahl (20) und der Normalen (23) der Gitterfläche (22)des ebenen Gitters (13) im Punkt (21),
    ß: Winkel zwischen einem zweiten, im Punkt (21) auf der Beugungsfläche (22) gebeugten Strahl (22I) und der Normalen (23),
    b_: Winkel zwischen dem Einfallstrahl (40) und einer Normalen (43) der Tangentialebene der Reflexionsfläche (41) des anderen Spiegels (15) im Auftreffpunkt (42) und
    b : Winkel zwischen einem weiteren, auf die Reflexionsfläche (1Il) des anderen Spiegels (15) auftreffenden Strahls (45) und einer Normalen (48) der Tangentialebene der Reflexionsebene (41) des anderen Spiegels (15) im Auftreffpunkt (46).
    Spektrograph nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Weglänge (D-) eines vom Punkt (32) des ersten Spiegels (11) ausgehenden und im Punkt (21) der Gitterfläche (22) des ebenen Beugungsgitters (13) auftreffenden Strahles (34) und
    eine Weglänge (D2) eines vom Punkt (21) der Gitterfläche (22) ausgehenden und im Punkt (42) der Reflexionsfläche (41) des zweiten Spiegels (15) auftreffenden zweiten Strahles, wobei folgende Bedingung erfüllt ist:
    809881/0683
    Hi r1 J
    + Td+D+ f
    £~ 3 L
    9. Spektrograph nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das ebene Beugungsgitter (13) ein sogenanntes Echellegitter und die dispergierende optische Einheit (14) im Strahlengang zwischen dem ersten Spiegel (11) und dem zweiten Spiegel (15) angeordnet ist.
    10. Spektrograph nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die optisch dispergierende Einheit ein Littrow-Prisma und zwischen dem ebenen Beugungsgitter (13) und dem zweiten,. Spiegel (15) angeordnet ist.
    809881/0683 BAD ORIGINAL
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